【石油化工行业标准(SH)】 发动机油高温氧化沉积物测定法(热氧化模拟试验法)

ICS75.100
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T0750—2005
发动机油高温氧化沉积物测定法（热氧化模拟试验法）
Standard test method for determination of high temperature deposits bythermo-oxidation engine oil simulation test060510000021
2005-04-11发布
中华人民共和国发展和改革委员会2005-09-01实施
SH/T0750—2005
本标准修改采用美国试验与材料协会标准ASTMD6335-98《用热氧化发动机油模拟试验测定高温沉积物的标准试验方法》。
本标准根据ASTMD6335-98重新起草。为使用方便，本标准作了如下编辑性修改：-取消了ASTMD6335-98中关键词一章；-精密度的表述按我国标准的编写习惯进行了修改；-取消了ASTMD6335-98中17.1条和表2有关本标准精密度的统计数据的内容。本标准的附录A、附录B和附录C均为规范性附录。本标准由中国石油化工集团公司提出。本标准由中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院归口。本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司润滑油上海分公司、中国石油天然气股份有限公司润滑油研究开发中心。
本标准主要起草人：陆国飞、刘影、蔡祝华、刘建新。1范围
发动机油高温氧化沉积物测定法（热氧化模拟试验法）
SH/T0750—2005
1.1本标准规定了测定发动机油在高温氧化模拟试验条件下产生沉积物的方法(TEOST)。1.2本方法适用于检测发动机油在高温氧化条件下产生沉积物的倾向，实验室间的试验研究表明本方法可用于测定总沉积物在10mg~65mg之间的样品。注：试验方法的操作经验表明本方法也适用于总沉积物在2mg～180mg的样品。1.3本标准涉及某些有危险性的材料、操作和设备，但是无意对与此有关的所有安全问题都提出建议。因此，用户在使用本标准之前应建立适当的安全和防护措施，并确定有适用性的管理制度。1.4本标准使用[SI]国际单位制单位。2术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。2.1
ceramicisolator
陶瓷绝缘体
将0型圈压人沉积棒密封室中，并将沉积棒外套与施加于沉积棒的电压绝缘开的部件。2.2
沉积棒depositorrod
用于聚集沉积物的耐热钢棒。
沉积棒外套
depositor rod casing
用于放置沉积棒的套管，充许试样在棒的周围流动。2.4
排溢管draintube
用于连接沉积棒外套和反应室。2.5
端螺母endcap下载标准就来标准下载网
此部件将陶瓷绝缘体紧紧地固定在沉积棒密封圈底部的O型圈上。2.6
用于控制通过沉积棒外套试样流速的齿轮泵。2.7
泵入口管pumpinlettube
用于连接反应室和齿轮泵的部件。2.8
泵出口管pumpoutlettube
用于连接齿轮泵和沉积棒外套的部件。2.9
reactorchamber
反应室
用于存放整个试验所需的试样。有试验结束时放出试样的出口阀和通人气体至试样中的进口阀。1
SH/T0750—2005
反应室内可以放置用于混合反应物的磁力搅拌棒。2.10
O型圈O-rings
用于密封沉积棒和套管的空隙，防止试样泄漏。2.11
侧螺母sidenut
用于防止试样从沉积棒外套前面的小孔中泄漏出来的螺母旁静理离2.12
热电偶固定圈thermocouplelockcollar#
紧固在热电偶上，保证热电偶置于沉积棒合适深度位置的部件。2.13
棒沉积物roddeposits
沉积棒上聚集的物质，以mg为单位。2.14
过滤器沉积物filterdeposits
过滤器上聚集的物质，以mg为单位。2.15
总沉积物totaldeposits
棒沉积物与过滤器沉积物之和。3方法概要
把含有环烷酸铁的发动机油试样加热到100℃与一氧化二氮（N0）、湿空气接触后，在一定的泵速下通过称重过的沉积棒。沉积棒的温度在200℃～480℃之间进行周期性变化，整个试验要经过12次的循环，每次循环的时间为9min30s。当12次循环结束后，沉积棒经清洗、干燥即可得到棒沉积物的质量。系统中放出的试样从称重过的过滤器中流过。棒沉积物与过滤器沉积物之和即为总沉积物的质量。
4意义与用途
发动机油热氧化模拟试验可用于评估发动机油在高温条件下生成沉积物的倾向。本试验可用于油品的筛选和质量控制。
5设备
发动机油热氧化模拟试验设备(见图1)。天平：精度为0.1mg。
真空源。
磁力搅拌器和搅拌子。
数字计时器。
0型圈：耐油耐高温。
陶瓷绝缘物。
聚丙烯过滤器。
塑料过滤器支撑物。
塑料硬化盘：用于接收过滤物。过滤烧瓶：1000mL。
支撑臂
齿轮泵
温度控
别模块
主加热
系速调整
主电源
反应室搅拌控制
反应室
排油口及排油阀
反应室加热控制
沉积棒加热控制
图1热氧化模拟试验机示意图
带刻度的过滤漏斗：500mL。
量筒：10mL、150mL。
烧杯：25mL、600mL。
锥形烧瓶：50mL。
可调扳手。
清洗管：3mm×304.8mm
钢丝绒：4/0（极细）
铜制刷子：0.22口径
玻璃注射器：100μL。
流量计：可测定空气流量为OmL/min～10mL/min。Tannas公司的弹筒状过滤器（可选择，见注）。注：如果使用Tannas公司的弹筒状过滤器，则不需要5.8条、5.9条和5.10条。端螺母
陶瓷绝缘体
侧螺母
沉积棒外套
O型圈
沉积棒
图2沉积棒装配图
6试剂与材料
6.1一氧化二氮（N20)：压缩气体罐，医用级。SH/T0750—2005
6.2湿空气：无烃空气在流经流量计之前加压至103.4kPa，然后，通过装在50mL锥型烧瓶中的3
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30mL蒸馅水。
6.3环烷酸铁溶液：含6%铁元素的溶剂油。6.4正已烷：工业级。
丙酮：分析纯。
低沉积物参比油：CG－1参比油是一种石油馏分，可产生总沉积物在20mg~30mg范围内。6.61
中沉积物参比油：CF-1参比油可产生总沉积物在50mg~60mg范围内。6.8泵速校正油：TPC校正油。
注：CG-1、CF-1参比油和TPC校正油可以从Tannas公司购买。7校正
7.1热氧化模拟试验机可用中、低沉积物参比油校验（按第8章～第16章进行）。校正结果应在参比油供应商提供的重复性范围之内。7.2按照仪器制造商的推荐，至少每三个月进行一次校验。7.3如果重复性不在规定范围内，则按第8章中的步骤重新安装仪器。然后用参比油重新试验。8仪器的安装
8.1泵速校正：泵速的校正按附录A中的要求完成。推荐每三个月校正1次。8.2热电偶的安装深度：热电偶的安装深度（从热电偶顶部到固定圈下沿的距离）可由附录B中提到的方法完成，安装深度应每天检查。当安装新的热电偶时，应重新测定热电偶的安装深度。8.3功率调整：附录C中给出了功率调整的方法。建议功率调整应由有资格的仪器技术人员操作。8.4按表1正确输入温度程序，确认正确后，按“RETURN”键，显示状态。表1温度输入程序
程序模式
设定0
时间1
设定1
9设备组装
输入值
200℃
200℃
程序模式
时间2
设定2
时间3
输人值
480℃
程序模式
设定3
时间4
设定4
输人值
480℃
200℃
程序模式
时间5
设定5
时间6
输入值
200℃
安装热氧化模拟试验系统。把反应室放置于热氧化模拟试验机平台的底座上，注意进气管和出9.1
油口的位置。
9.2连接泵入口管，使之与反应室的出口处连接。并用手指紧。9.3连接泵出口管，并在泵出口管的开口处放置10mL的量筒。9.4在反应室上方的盖子上，有可以插人热电偶的位置。确定热电偶接触反应室的底部后盖上盖子。
9.5在反应室外，裹上加热套，将加热套和热电偶插头插入至标记好的仪器插座上。为方便起见，可将热电偶稍作弯曲。反应室设定温度为100℃。9.6连接气体导管至反应室，设置湿空气和N20流量均为3.5mL/min。在试验开始之前，用这种混合气体吹扫管线。
注：确保位于反应室上的阀门是开的，并指向上，气体可以通过反应室。10试样准备
10.1完全混合样品后，使用150mL量筒量取116mL样品，把它倒人600mL烧杯，使用注射器加人4
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193μL环烷酸铁溶液（见6.3条）于116mL的样品中。此时，试样中的铁含量大约为100mg/kg10.2用磁力搅拌器充分混合环烷酸铁溶液和样品5min。11操作步骤
11.1当反应室的温度达到100℃±5℃时，把试样倒人反应室中，使用位于仪器右边的速度刻度盘，设定搅拌速度刻度盘为50，试样应在15min内到达100℃。11.2使用仪器前台的刻度盘，把泵刻度盘设定为999，用10mL的量筒在泵出口处收集10mL试样。当冲洗结束后，把泵刻度盘设定为000，流出的10mL试样倒人废油桶。11.3用正已烷冲洗新的沉积棒。用钢丝绒沿上下方向刷洗沉积棒的上、中、下三个部分，每部分20次。使用蘸有丙酮的清洗管清洗沉积棒的内壁，然后，用丙酮里外冲洗沉积棒，从相反方向重复此操作。用食指和大拇指拿着沉积棒，在有真空源的条件下进行干燥。在此过程中，尽量减少手指对沉积棒的接触，尤其要避免与沉积棒中部的接触，以免增加沉积棒的质量，称量精确至0.1mg，记录为沉积棒初始质量。
11.4沉积棒组件的装配（见图2)。把一个新的0型圈套在已称重过的沉积棒的一端，并插人清洁的沉积棒外套，沉积棒露出沉积棒外套的距离基本相同。然后，把陶瓷绝缘体薄的那端指向沉积棒的未端，拧上端帽母，但不用拧得太紧。用相同的方法安装另一端。调整沉积棒放在沉积棒外套中的位置，直至从沉积棒外套的出入口处可见棒的肩部，装好后，拧紧侧螺帽和端螺帽。11.5将组装好的沉积棒组件竖直放置在仪器的支撑臂上，确保连接排油管的较大连接口在上方。把过热保护热电偶插入沉积棒下端的中心孔中。插人时，不要让它弯曲（确保沉积棒在管套中间没有移动）。在支撑臂上安装好“内六角螺丝”，沉积棒的上端部要高出上支撑臂2mm，然后拧紧所有4个“内六角螺丝”。
注：不能拧得过紧。
11.6泵的出口管连接沉积棒外套的入口处，排溢管连接到沉积棒外套的出口，用手指或扳手拧紧两端的螺母，安装部分结束。
11.7把泵刻度盘再一次设定为999，让试样流过整个系统。当系统中充满试样，并流出排溢管返回反应室时，将泵刻度盘的读数设定在适当的值，以使液体流量达到0.49mL/min（经TPC校正油校正后，泵的流速为0.4g/min）。
11.8把热电偶插人沉积棒的中心孔中。热电偶的深度是由热电偶深度校验确定，可以用测规器确定热电偶的深度。插入时，小心防止热电偶的弯曲，它会影响其在棒中的深度。11.9打开仪器前板上的主加热开关，开始试验，按控制键“START/STOP\键。12试验结束
12.1仪器通过控制板上的MAN(手动）闪烁表明试验结束，试验时间1h54min。当试验结束，关上主加热开关和气源，把泵的刻度盘设定为000，关上加热开关，移去反应室外的加热外套。警告：反应室和加热器温度较高。12.2把25mL烧杯放置于沉积棒外套人口和泵的出口连接处，收集流出的试样。12.3小心移走连接沉积棒外套的排溢管，用正已烷冲洗至600mL烧杯中。12.4松支撑臂上的“内六角螺丝”，一个“内六角螺丝”应从支撑臂的顶部移走，其他的则松开，取下支撑臂上的沉积棒外套。
12.5把沉积棒外套置于600mL烧杯中，用正已烷冲洗。12.6从沉积棒外套组件中，小心地移走端螺帽、瓷器绝缘体和0型圈，以免棒上的沉积物掉落。12.7
垂直、小心地把沉积棒从沉积棒外套中抽出，把沉积棒外套再次放人600mL的烧杯中。12.8
用拇指和食指抓紧棒的一端，用正已烷仔细冲洗沉积棒的内外，特别是沉积区域，试样附于5
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沉积物中的裂缝里，会导致质量增加。12.9冲洗过后，用真空或低压空气干燥沉积棒的内部。警告：不能用干燥空气干燥沉积棒。12.10用大拇指和食指把沉积棒置于天平上，称重精确至0.1mg。称重前不要把沉积棒放下，把沉积棒放在天平上1min，确保所有的溶剂都已挥发。质量的减少显示溶剂未干，还需最后恒重，恒重后作好记录并把沉积棒放入塑料管中。12.11把600mL烧杯放在反应室的排溢管处，打开阀让试样从反应室中排出，用正已烷冲洗沉积棒的外套，把它从烧杯中移走。
把泵进口管连同反应室从泵的进口处移走，待反应室冷却后，用正已烷冲洗，并排到烧杯中。12.12
警告：当反应室温度较高时，不可用正己烷冲洗。正己烷蒸气易燃。把泵速设定为999，把泵出口管中的试样泵送到12.2条中提到的25mL烧杯中。当试样完全12.13
排尽，泵速设定为000。然后，把泵进口管从反应室上取下，用正已烷冲洗并倒入600mL烧杯中。12.14
把25mL烧杯中的试样倒人600mL烧杯中，用正已烷冲洗25mL烧杯。用正已烷冲洗泵进口管和反应室的连接处，并倒人600mL的烧杯中。13试样过滤
组装过滤器系统。将5个聚丙烯垫片放在塑料过滤接受器上，把顶部和底部的螺丝紧。13.1
注：如果使用Tannas公司的弹筒状过滤器，则可进行13.2条步骤。13.2在过滤器顶部接上过滤漏斗，下端连接到过滤烧瓶。在真空泵关闭的情况下，连接到过滤烧瓶的支管上（见图3)。
过滤漏斗
金属连接管
连接真空泵
1000mL过滤烧瓶
图3真空过滤系统示意图
13.3倾倒5mL正已烷通人此系统10次（共50mL），以除去过滤器中的可溶物。然后开启真空泵，让过滤器干燥15min。
13.4称量、干燥过滤器使之恒重，记录此质量作为过滤器的初始质量。13.5当得到干净的过滤器质量以后，再次把过滤器和过滤系统连接起来。在真空状态下，缓慢地将600mL烧杯中的物质进行过滤，在真空关闭的状态下，用正已烷冲洗漏斗的周围，以10mL为单位，加人100mL正已烷，让正已烷通过过滤器，确保彻底冲洗干净。再次打开真空泵，使正已烷完全通过过滤器。
13.6当过滤结束后，开启真空泵让过滤器干燥15min。13.7从过滤系统中取出过滤器，并称重。然后，把过滤器装人系统中干燥5min，再次称量，直至6
恒重。记录为过滤器最终质量。14清洗
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14.1每次热氧化模拟试验之前，需用正已烷冲洗组件，除去油污。如果组件立刻要用，也可用空气或真空系统加速干燥。反应室、泵、泵进出口管，沉积棒外套和排溢管在使用之前必须清洗。14.2除了用正已烷冲洗外，应刮去沉积室内壁所有沉积物，使用5.19条中提到的黄铜刷子刷去内部沉积物，再用正已烷冲洗。
注：由于黄铜刷的毛刷会磨损，应定期更换。14.3泵进出口管在末端都有指套，配件用0型圈密封。每一次试验都需用新的密封圈，以确保密封。
15计算
15.1用式(1)计算棒沉积物质量m1，精确至0.1mg。mt
式中：
棒沉积物质量，mg；
-试验后沉积棒质量，mg；
-试验前沉积棒质量，mg。
15.2用式(2)计算过滤器中沉积物质量m2，精确至0.1mg。m2=C-D
式中：
过滤器沉积物质量，mg：
过滤后过滤器质量，mg；
过滤前过滤器质量，mg。
15.3用式(3)计算总沉积物质量m，精确至0.1mg。m=ml-
式中：
16报告
总沉积物质量，
棒沉积物质量，
过滤器沉积物质量，
16.1报告过滤器沉积物质量、棒沉积物质量和总沉积物质量，精确至0.1mg。17精密度
按下述规则判断测定结果的可靠性(95%置信水平)。17.1重复性(r）
…(2)
（3）
同一操作者，用同一台仪器，在同样的操作条件下，对同一试样进行试验，所得的两个试验结果的差值，不应超过式(4)的计算值。r=3.058x0.33
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式中：
X—重复测定的两个结果的算术平均值，mg。17.2再现性（R）
由不同的操作者对同一试样进行分析，所得的两个试验结果的差值，不应超过在不同的实验室，
式(5)的计算值。
R = 4.774X0.33
式中：
X—不同实验室得出的两个测定结果的算术平均值，mg。8
......
(5)）
A.1泵速的校正
附录A
(规范性附录）
泵速的校正
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A.1.1热氧化模拟试验机系统中的泵用于控制理想的流速。用TPC校正油校正后的流速应为0.49mL/min或0.40g/min。泵速的校正是为了精确建立发动机油热氧化模拟试验机的流速，在-定体积下测定油品的质量，精确到0.1mg，建议每三个月校正一次。A.2操作步骤
A.2.1从反应室至泵的出口处，清洗并组装热氧化模拟试验机系统，在泵出口管处，放置一个50mL烧杯。
A.2.2在反应室中加注100mLTPC校正油，加热至100℃。在校正前，反应室应保持在100℃。A.2.3称一个清洁、干燥的25mL烧杯，精确至0.1mg。A.2.4使用仪器前台的刻度盘，把泵刻度盘设定为999。A.2.5让10mLTPC校正油通过泵冲洗至50ml烧杯中。A.2.6把泵刻度盘设定为900，约10s后把25mL已称重的烧杯换成50ml烧杯，当第一滴TPC校正油滴到烧杯底部时，开始计时。
A.2.7当大约第十滴TPC校正油滴到烧杯底部时，停止计时。用50mL烧杯放置在25mL烧杯处，称25mL烧杯质量，并记录此质量。A.2.8把泵刻度盘设定为100。
A.2.9将上述25mL烧杯再一次放在50mL烧杯处，当第一滴TPC校正油滴到烧杯底部时，开始计时。
A.2.10当大约第十滴TPC校正油滴到烧杯底部时，停止计时。用50mL烧杯放置在25mL烧杯处，称25mL烧杯质量，并记录此质量。A.2.11重复A.2.8条至A.2.10条步骤，以泵刻度盘800、200、700、300、600、400、500的顺序设定。
A.2.12计算泵刻度盘设定为999时油的质量，用含10滴TPC校正油的25mL烧杯质量减空的25mL烧杯质量。
A.2.13计算泵刻度盘设定为100时油的质量，用带10滴TPC校正油的25mL烧杯质量减空的25mL烧杯质量。
A.2.14重复A.2.13条。对不同泵刻度盘设定下的油的质量进行计算。A.2.15计算10滴TPC校正油在不同的泵速下，每分钟流出的质量，通过10滴TPC校正油的质量除以10滴TPC校正油用去的时间。V=M/t
式中：
V-泵的流速，g/min；
M-—10滴TPC校正油的质量，g;
t——--10滴TPC校正油所用的时间，min。..
..... (A...)
A.2.16做XY图，以泵速为X轴，泵的设定值为Y轴，用线性回归，确定相关性，相关系数应大于0.999，截距应在0±50，否则重新校正。9
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